JPS63204205A - 光フアイバ結合器 - Google Patents
光フアイバ結合器Info
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- JPS63204205A JPS63204205A JP3559187A JP3559187A JPS63204205A JP S63204205 A JPS63204205 A JP S63204205A JP 3559187 A JP3559187 A JP 3559187A JP 3559187 A JP3559187 A JP 3559187A JP S63204205 A JPS63204205 A JP S63204205A
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- laser
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高出力のレーザ光を、可撓性の光ファイバに
より伝送する装置において、光ファイバの入射端面とレ
ーザ光の出射部、あるいは光ファイバの出射端面と加工
用レンズ間を接続する光ファイバ結合器に関する。
より伝送する装置において、光ファイバの入射端面とレ
ーザ光の出射部、あるいは光ファイバの出射端面と加工
用レンズ間を接続する光ファイバ結合器に関する。
第４図および第５図は、従来のこの種の光ファイバ結合
器を示しており、第４図は入射結合部を、そして第５図
は出射結合部をそれぞれ示している。
器を示しており、第４図は入射結合部を、そして第５図
は出射結合部をそれぞれ示している。
第４図の入射結合部において、レンズ鏡筒１には光ファ
イバコア２および光ファイバクラッド３からなる光ファ
イバ４の入射端部と結合レンズ５が取り付けられている
。レーザ発振器６から出力したレーザ光７は、凸レンズ
からなる結合レンズ５により、光ファイバコア２のコア
径より小さな径に光ファイバ４のＮＡ値により決定され
る入射角以内の角度で絞り込みレーザ光７を光ファイバ
４に入射させている。また、第５図の出射結合部にふい
ては、凸レンズからなる出射レンズ８によりコア径に対
する定められた収縮倍率で加工物９に集光する構成とな
っていた。
イバコア２および光ファイバクラッド３からなる光ファ
イバ４の入射端部と結合レンズ５が取り付けられている
。レーザ発振器６から出力したレーザ光７は、凸レンズ
からなる結合レンズ５により、光ファイバコア２のコア
径より小さな径に光ファイバ４のＮＡ値により決定され
る入射角以内の角度で絞り込みレーザ光７を光ファイバ
４に入射させている。また、第５図の出射結合部にふい
ては、凸レンズからなる出射レンズ８によりコア径に対
する定められた収縮倍率で加工物９に集光する構成とな
っていた。
上述した従来の光ファイバ結合器は、入射結合部では結
合レンズ５により集光して光ファイバコア２に入射させ
ているので、レーザ光７の発振は拡がり角による集光径
側軽減されるとともに、光ファイバ４のＮＡ値で決まる
入射限界角が存在することから伝送を可能とする光ファ
イバ４のコア径およびＮＡ値が限られている。例えば、
６００Ｗ連続発振のＹＡＧレーザ光を入射できる光ファ
イバ４の径コア径は、４００μｍが限界である。
合レンズ５により集光して光ファイバコア２に入射させ
ているので、レーザ光７の発振は拡がり角による集光径
側軽減されるとともに、光ファイバ４のＮＡ値で決まる
入射限界角が存在することから伝送を可能とする光ファ
イバ４のコア径およびＮＡ値が限られている。例えば、
６００Ｗ連続発振のＹＡＧレーザ光を入射できる光ファ
イバ４の径コア径は、４００μｍが限界である。
また、結合レンズ５によりレーザ光７を光ファイバ４の
コア径内に入射させるためには、結合部の機械的精度を
極めて高くする必要があり、また入射のための微調整機
構と熟練を要する技能を必要とする欠点があった。
コア径内に入射させるためには、結合部の機械的精度を
極めて高くする必要があり、また入射のための微調整機
構と熟練を要する技能を必要とする欠点があった。
一方、光ファイバ結合器の出射結合部では、レーザ光７
が照射さ軌る加工物９の反射光が出射レンズ８により光
ファイバ４の出射端面に集光し、光ファイバ４を損傷さ
せる欠点があった。
が照射さ軌る加工物９の反射光が出射レンズ８により光
ファイバ４の出射端面に集光し、光ファイバ４を損傷さ
せる欠点があった。
本発明は、上記の決定を解消した光ファイバ結合器の提
供を目的としている。この光ファイバ結合器は、レーザ
光の入射側においては凸レンズを用いることなく、レー
ザ光を光ファイバ端面へ人射さることを可能にしている
。また出射側においては、加工物の加工面からの反射光
が光ファイバ端面に結像されることがないので光ファイ
バ端面を損傷することがなく、しかも結合器の形状を任
意に形成することができるため、レーザ光の集光形状の
変更が容易に可能となっている。
供を目的としている。この光ファイバ結合器は、レーザ
光の入射側においては凸レンズを用いることなく、レー
ザ光を光ファイバ端面へ人射さることを可能にしている
。また出射側においては、加工物の加工面からの反射光
が光ファイバ端面に結像されることがないので光ファイ
バ端面を損傷することがなく、しかも結合器の形状を任
意に形成することができるため、レーザ光の集光形状の
変更が容易に可能となっている。
本発明の光ファイバ結合器は、光ファイバの入射側にふ
いて、レーザ光を光ファイバのコア径より小さく絞り込
むための円錐形孔からなる反射導光路に光ファイバのク
ラツド径と精度よく嵌合する光ファイバ導入口を有し、
この反射導光路を固定ナツトにより光ファイバ支持部に
固定するだけで結合の調整を必要としない入射７結合器
を有している。
いて、レーザ光を光ファイバのコア径より小さく絞り込
むための円錐形孔からなる反射導光路に光ファイバのク
ラツド径と精度よく嵌合する光ファイバ導入口を有し、
この反射導光路を固定ナツトにより光ファイバ支持部に
固定するだけで結合の調整を必要としない入射７結合器
を有している。
光ファイバの出射側において、光ファイバのコア形状と
異なる形状にレーザ光を成形することが可能な円錐形孔
の出射導光路を、レーザ光を出射する光ファイバ端面と
加工用集光レンズとの間に配設している。出射導光路の
終端開口部は、その形状が凸レンズにより拡大または縮
小倍率で加工面に結像されている。
異なる形状にレーザ光を成形することが可能な円錐形孔
の出射導光路を、レーザ光を出射する光ファイバ端面と
加工用集光レンズとの間に配設している。出射導光路の
終端開口部は、その形状が凸レンズにより拡大または縮
小倍率で加工面に結像されている。
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。
なお、第４図および第５図に示すものと同一の機能のも
のは同じ符号で表わしてその説明は省略する。
のは同じ符号で表わしてその説明は省略する。
第１図は本発明の光ファイバ結合器の入射側の結合器を
示している。円筒状をなしている口金１１の開口部には
反射導光路１２の小径部が嵌合されている。この反射導
光路１２は、その軸線位置に円錐形孔からなる導光路１
３が形成されており、反射導光路１２の大径部の段部を
口金１１の端面に当接された状態で口金１１に螺合して
いる固定用ナツト１４の締め付けにより口金１１に固定
されている。
示している。円筒状をなしている口金１１の開口部には
反射導光路１２の小径部が嵌合されている。この反射導
光路１２は、その軸線位置に円錐形孔からなる導光路１
３が形成されており、反射導光路１２の大径部の段部を
口金１１の端面に当接された状態で口金１１に螺合して
いる固定用ナツト１４の締め付けにより口金１１に固定
されている。
反射導光路１２は、レーザ光７の反射効率を高めるため
に、導光路１３の面に反射物質の蒸着または鍍金が施さ
れ、かつレーザ光７の一部吸収による発熱を冷却するた
め、熱伝導度の高い材質が使用され、必要により水冷等
の熱交換による冷却が行われる。
に、導光路１３の面に反射物質の蒸着または鍍金が施さ
れ、かつレーザ光７の一部吸収による発熱を冷却するた
め、熱伝導度の高い材質が使用され、必要により水冷等
の熱交換による冷却が行われる。
光ファイバ４は、口金１１および反射導光路１２の端部
に挿入されていて、口金１１に螺合された止めねじ１５
により口金１１に固定されている。
に挿入されていて、口金１１に螺合された止めねじ１５
により口金１１に固定されている。
レーザ発振器６で発振されたレーザ光７は、反射導光路
１２の導光路１３により集光されて、光ファイバ４の入
力端面４ａに結合されている。第４図における従来の光
ファイバ結合器では、結合レンズ５によりレーザ光７を
光ファイバ４へ入射していたので、レンズ鏡筒１は図示
しない微調整機構によりＸ、ＹＳＺ方向への位置調整が
必要であったが、第１図の光ファイバ結合器においては
、このような調整をすることなくレーザ光７を光ファイ
バ４の入力端面４ａに結合させることができる。
１２の導光路１３により集光されて、光ファイバ４の入
力端面４ａに結合されている。第４図における従来の光
ファイバ結合器では、結合レンズ５によりレーザ光７を
光ファイバ４へ入射していたので、レンズ鏡筒１は図示
しない微調整機構によりＸ、ＹＳＺ方向への位置調整が
必要であったが、第１図の光ファイバ結合器においては
、このような調整をすることなくレーザ光７を光ファイ
バ４の入力端面４ａに結合させることができる。
第２図は、本発明の第２の実施例を示す光ファイバ結合
器の縦断側面図であり、この実施例では、出射側の光フ
ァイバ結合器を示している。口金１１内には段付孔１６
が穿設された結合部材１７の小径部が挿入されていて、
その外端面には出射導光路１８の一端に形成されたフラ
ンジ部が当接している。上記結合部材１７および出射導
光路１８は、口金１１に螺合している固定用ナツト１４
により口金１１に固定されている。光ファイバ４は、口
金１１ふよび反射導光路１２の内端部にそれぞれ遊嵌さ
れ、かつ図示しない止めねじにより口金１１に固定され
ている。
器の縦断側面図であり、この実施例では、出射側の光フ
ァイバ結合器を示している。口金１１内には段付孔１６
が穿設された結合部材１７の小径部が挿入されていて、
その外端面には出射導光路１８の一端に形成されたフラ
ンジ部が当接している。上記結合部材１７および出射導
光路１８は、口金１１に螺合している固定用ナツト１４
により口金１１に固定されている。光ファイバ４は、口
金１１ふよび反射導光路１２の内端部にそれぞれ遊嵌さ
れ、かつ図示しない止めねじにより口金１１に固定され
ている。
出射導光路１８は、その軸線位置に円錐形孔からなる導
光路１９が形成されている。出射導光路１８の外端部に
は、第２図（ａ）に示すような小円形の終端開口部２１
が穿設されていて、導光路１９に連続している。第２図
（ｂ）は、出射導光路の変形例を示しており、この出射
導光路２２は、断面形が角形で先細りの導光路２３とこ
れに連続している終端開口部２４が形成されている。出
射導光路１８の外端には、前部に出射レンズ２５を有す
る出射レンズホルダ２６が外嵌されている。
光路１９が形成されている。出射導光路１８の外端部に
は、第２図（ａ）に示すような小円形の終端開口部２１
が穿設されていて、導光路１９に連続している。第２図
（ｂ）は、出射導光路の変形例を示しており、この出射
導光路２２は、断面形が角形で先細りの導光路２３とこ
れに連続している終端開口部２４が形成されている。出
射導光路１８の外端には、前部に出射レンズ２５を有す
る出射レンズホルダ２６が外嵌されている。
光ファイバ４から出射したレーザ光２７は出射導光路１
８により集光され、さらに出射レンズ２５により加工物
２８の表面に結像する。出射レンズ２５からのレーザ光
２７は、出射導光路１８．２２の終端開口部２１．２４
の形状に対応した形状で拡大または縮小して加工物２８
に結像して、加工物２８のレンズ加工を行う。
８により集光され、さらに出射レンズ２５により加工物
２８の表面に結像する。出射レンズ２５からのレーザ光
２７は、出射導光路１８．２２の終端開口部２１．２４
の形状に対応した形状で拡大または縮小して加工物２８
に結像して、加工物２８のレンズ加工を行う。
第５図における従来の光ファイバ結合器では、加工物９
に集光したレーザ光７の加工物９からの表面反射光が逆
行して光ファイバ４の端面に集光して光ファイバ端面を
損傷させる欠点があったが、第２図の光ファイバ結合器
においては、光ファイバ４からの出射光は、出射導光路
１８を介して出射レンズ２５に投光されているので、加
工物２８からの反射光が光ファイバ４の端面に集光する
現象およびこれによる光ファイバ端面の損傷は防止され
ている。
に集光したレーザ光７の加工物９からの表面反射光が逆
行して光ファイバ４の端面に集光して光ファイバ端面を
損傷させる欠点があったが、第２図の光ファイバ結合器
においては、光ファイバ４からの出射光は、出射導光路
１８を介して出射レンズ２５に投光されているので、加
工物２８からの反射光が光ファイバ４の端面に集光する
現象およびこれによる光ファイバ端面の損傷は防止され
ている。
以上説明したように本発明によれば、光ファイバの入射
側では、光ファイバ結合器のレーザ光集光方法として、
反射導光路で集光して入射することにより、従来の凸レ
ンズを用いた結合器に必要であったｘ、ｙ、ｚ方向の微
調整機構を必要としなくなり、かつ光ファイバの交換に
際しても簡単な操作で交換が可能であって、レーザパワ
ーメータを用いる熟練による入射調整が不要となる効果
がある。また、光ファイバの出射側では、加工面からの
反射光による光ファイバ端面の損傷が防止できるととも
に、反射導光路の終端開口部の形状任意に選択すること
が可能であり、この選択と出射レンズとの組み合わせに
より、非常に広範囲なレーザ加工を容易に行うことがで
きる効果がある。
側では、光ファイバ結合器のレーザ光集光方法として、
反射導光路で集光して入射することにより、従来の凸レ
ンズを用いた結合器に必要であったｘ、ｙ、ｚ方向の微
調整機構を必要としなくなり、かつ光ファイバの交換に
際しても簡単な操作で交換が可能であって、レーザパワ
ーメータを用いる熟練による入射調整が不要となる効果
がある。また、光ファイバの出射側では、加工面からの
反射光による光ファイバ端面の損傷が防止できるととも
に、反射導光路の終端開口部の形状任意に選択すること
が可能であり、この選択と出射レンズとの組み合わせに
より、非常に広範囲なレーザ加工を容易に行うことがで
きる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す光ファイバ結合器の縦
断側面図、第２図は本発明の別の実施例を示す縦断側面
図、第３図は出射導光路の終端開口の形状を示す背面図
、第４図は従来の光ファイバ結合器の一例を示す縦断側
面図、第５図は従来の別の光ファイバ結合器を示す縦断
側面図である。 ２・・・・・・光ファイバコア、 ４・・・・・・光ファイバ、 ６・・・・・・レーザ発生装置、 ７・・・・・・レーザ光、１１・・・・・・口金、１２
・・・・・・反射導光路、１３・・・・・・導光路、１
４・・・・・・固定用ナツト、 １７・・・・・・結合部材、１８・・・・・・出射導光
路、１９．２３・・・・・・導光路、 ２１．２４・・・・・・終端開口部、 ２７・・・・・・レーザ光、２８・・・・・・加工物。 出 願 人 日本電気株式会社 代 理 人
断側面図、第２図は本発明の別の実施例を示す縦断側面
図、第３図は出射導光路の終端開口の形状を示す背面図
、第４図は従来の光ファイバ結合器の一例を示す縦断側
面図、第５図は従来の別の光ファイバ結合器を示す縦断
側面図である。 ２・・・・・・光ファイバコア、 ４・・・・・・光ファイバ、 ６・・・・・・レーザ発生装置、 ７・・・・・・レーザ光、１１・・・・・・口金、１２
・・・・・・反射導光路、１３・・・・・・導光路、１
４・・・・・・固定用ナツト、 １７・・・・・・結合部材、１８・・・・・・出射導光
路、１９．２３・・・・・・導光路、 ２１．２４・・・・・・終端開口部、 ２７・・・・・・レーザ光、２８・・・・・・加工物。 出 願 人 日本電気株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を光ファイバにより伝送するに際し、レー
ザ光を、円錐形孔の導光路を有する反射導光路により光
ファイバのコア径未満に集光させることにより、レーザ
光を光ファイバの入射端面に結合させたことを特徴とす
る光ファイバ結合器。 ２、光ファイバのコア形状と異なる形状にレーザ光を成
形することが可能な円錐形孔の導光路を有する出射導光
路を、レーザ光を出射する光ファイバの出射端面と加工
用集光レンズとの間に配設したことを特徴とする光ファ
イバ結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3559187A JPS63204205A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光フアイバ結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3559187A JPS63204205A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光フアイバ結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63204205A true JPS63204205A (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=12446033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3559187A Pending JPS63204205A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光フアイバ結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63204205A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0801752A1 (en) * | 1994-06-20 | 1997-10-22 | Cogent Light Technologies, Inc. | Apparatus coupling power source to fiber optic |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50140144A (ja) * | 1974-04-27 | 1975-11-10 | ||
| JPS554459B2 (ja) * | 1976-09-10 | 1980-01-30 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3559187A patent/JPS63204205A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50140144A (ja) * | 1974-04-27 | 1975-11-10 | ||
| JPS554459B2 (ja) * | 1976-09-10 | 1980-01-30 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0801752A1 (en) * | 1994-06-20 | 1997-10-22 | Cogent Light Technologies, Inc. | Apparatus coupling power source to fiber optic |
| EP0801752A4 (en) * | 1994-06-20 | 1997-12-10 | Cogent Light Tech | DEVICE FOR COUPLING AN ENERGY SOURCE TO AN OPTICAL FIBER |
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